Свойства матрицы и поверхности раздела

Пористые мембраны представляют гетерогенные системы с весьма развитой поверхностью раздела твердое тело (матрица)— газ. Известно, что состояние газа или жидкости вблизи поверхности раздела фаз отличается от свойств той же среды в большом объеме. Особенности поведения веществ в этой области принято называть поверхностными явлениями. Термодинамически поверхностные явления трактуются как проявление особого вида взаимодействия системы, которое характеризуется уменьшением свободной энергии Гиббса при переходе вещества из объемной в поверхностную фазу. Убыль свободной энергии Гиббса пропорциональна площади поверхности и количественно определяется работой, которую необходимо затратить на образование поверхности или перемещения массы из объема в поверхностный слой в изотермическом процессе. Следовательно, речь идет о существовании потенциала поверхностных сил. [c.42]

Типичные механические свойства бетона, импрегнированного полимером, приведены в табл. 11.4 [46]. Как следует из таблицы, введение 7% полиметилметакрилата приводит к увеличению прочности как при сжатии, так и при растяжении в 3—4 раза. Это объясняется тем, что разрушение импрегнированных образцов происходит по наполнителю, а не по цементной матрице или по поверхности раздела матрица — наполнитель, как это наблюдается в необработанном бетоне. Другие механические свойства также улучшаются. Модуль Юнга, модуль при разрушении (который, строго говоря, является прочностью), модуль упругости при изгибе и твердость увеличиваются в 1,5—2 раза. Интересно, что модуль упругости при изгибе в бетонах, модифицированных полимерными латексами, часто уменьшается [237]. Обычно механические свойства меняются прямо пропорционально содержанию полимера. [c.295]

Таким образом, по крайней мере при определенных условиях, матрица (и поверхность раздела) может оказывать существенное влияние на свойства наполненной композиции. [c.365]

Как и в случае порошкообразных наполнителей, энергия разрушения усиленной волокнами композиции является сложной функцией свойств усилителя, матрицы и поверхности раздела 126]. Существует несколько причин диссипации энергии [18, 47, 79, 124, 125, 127, 185, 221, 464, 588, 606, 655, 709, 730, 731, 993] (см. табл. 12.5). [c.369]

СВОЙСТВА МАТРИЦЫ И ПОВЕРХНОСТИ РАЗДЕЛА [c.370]

В настоящее время признано, что эта простая схема не адекватна реальной картине и что, вероятно, в общем, поверхность раздела между адгезивом и субстратом (в этом случае между матрицей и усилителем) представляет собой не резкую границу, а слой или промежуточную фазу [659, 818]. Действительно, уже накоплено много данных, свидетельствующих в пользу этого вывода. Как показано на рис. 12.40, в системе наполнитель — матрица имеется область матрицы, примыкающая к поверхности раздела фаз, свойства которой отличаются от свойств полимера в блоке (заштрихованная область). Это не означает, что промежуточная фаза должна обладать четкими фазовыми границами обычно существует градиент свойств на границе раздела фаз. Можно рассмотреть несколько явлений, приводящих к образованию промежуточной фазы [659, 818] затекание прилегающих слоев адгезива (или матрицы) в неровности или поры, имеющиеся на поверхности субстрата [93, с. 1] изменение состава композиции на поверхности раз- [c.371]

Все перечисленные эффекты усиления являются чисто механическими, связанными с заменой части объема полимера частицами наполнителя (или сеткой наполнителя) с хорошей адгезией на поверхности раздела. В принципе, вполне достаточна резкая граница раздела (при условии, что хорошая адгезия определяется адсорбцией ближайших атомов матрицы на субстрате). В таком случае соблюдение аддитивного соотношения для модуля упругости означает, что наполнитель не влияет на высокоэластические свойства матрицы и что релаксационные свойства композиционного материала эквивалентны свойствам в массе матрицы (при условии, что наполнитель очень жесткий, характеризующийся низким уровнем механических потерь). С другой стороны, многочисленные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что наличие частиц наполнителя в действительности изменяет свойства полимерной матрицы, по крайней мере ее части, находящейся предположительно в окрестности частиц наполнителя. Эффекты такого типа давно были известны для наполнителей с высокой удельной поверхностью, которые влияют по крайней мере на тонкий слой матрицы в результате адсорбции, затекания в неровности поверхности и т.д. Однако не всегда легко понять, что подобные эффекты могут наблюдаться при использовании наполнителей с низкой удельной поверхностью (например, частиц диаметром 30 мкм) действительно, справедливость выводов такого типа до сих пор остается под вопросом [1003]. [c.373]

В заключение следует отметить, что представление о промежуточной фазе, окружающей частицу наполнителя, независимо от ее происхождения (адсорбция или термические напряжения или их комбинация) может помочь объяснить специфическое влияние взаимодействий наполнителя с матрицей на свойства композиций. Однако сама промежуточная фаза может не быть хорошо сформированной и монолитной и потому в реальных условиях должен существовать градиент свойств [454, 647]. Наряду с этим могут сосуществовать компоненты промежуточного слоя с разной степенью плотности (например, с плотностью, большей или меньшей средней плотности матрицы). Для более глубокого понимания свойств композиций необходимы дальнейшие исследования адсорбции, химии отверждения используемых в качестве матриц смол на поверхности раздела фаз, релаксационных свойств и влияния термических напряжений. [c.382]

Наличие межфазной поверхности раздела и действующих на ней адгезионных сил может оказать влияние на свойства компонентов адгезионного соединения. Имеющиеся экспериментальные данные подтверждают это положение и свидетельствуют о его универсальности в адгезионных соединениях на основе не только полимеров, но самых различных материалов компоненты могут проявлять необычные свойства. Иллюстрацией необычного поведения компонентов в комбинированных материалах может служить щироко известный эксперимент Пихлера с композицией сталь—серебро, который неоднократно описывался различными авторами [1—3]. Суть эксперимента заключается в следующем. Цилиндрические образцы из серебра, армированные продольно ориентированными стальными проволочками, испытывали на растяжение. Оказалось, что система проявляет в два раза более высокую способность к деформации, чем следовало ожидать, исходя из свойств компонентов. Свободные стальные проволочки при растяжении обычно деформировались с образованием шейки. Вся дальнейшая деформация затем происходила в основном в шейке, что и приводило к быстрому разрушению. В композиции образованию шейки препятствует матрица, связанная с проволочками адгезионными силами, и проволочки вплоть до разрыва деформируются без шейки. Вследствие этого проволочки нагружаются более равномерно, их несущая способность увеличивается. [c.120]

Свойства пластиков и особенно углепластиков зависят от межслоевой прочности (прочность на сдвиг), определяемой адгезией волокна к связующим. Вдоль поверхности раздела между полимером и волокном необходима достаточно прочная связь с тем, чтобы матрица передавала максимальное усилие волокну. Слабое сцепление матрицы с волокном ведет к отрыву компонентов друг от друга при небольших напряжениях сдвига, и вследствие нарушения сплошности материала создаются напряжения, вызывающие разрушение пластика. [c.286]

Свойства полимерных композиционных материалов в значительной мере определяются свойствами граничных слоев полимеров на поверхности частиц наполнителя. Поверхностные слои со свойствами, отличающимися от свойств матрицы вследствие воздействия на них границы раздела с твердым телом, являются переходными, или межфазными слоями, разделяющими фазу наполнителя и фазу полимера-матрицы. Любое жидкое или твердое тело характеризуется наличием граничного, или поверхностного слоя, который можно определить как слой, свойства которого изменяются под влиянием поля поверхностных сил по сравнению со свойствами в объеме. Граничный, или поверхностный слой обладает эффективной толщиной, за пределами которой отклонение локальных свойств от их объемных значений становится несущественным. Введение такого определения правомочно благодаря малой величине радиуса действия межмолекулярных сил, что обусловливает быстрый спад влияния одной из фаз на какое-либо свойство соседней фазы. Вместе с тем в полимерных системах толщина экспериментально определяемых поверхностных слоев может быть достаточно велика в силу цепного строения полимерных молекул и вызванной ею специфики поведения высокомолекулярных соединений по сравнению с низкомолекулярными веществами [266]. [c.88]

Стеклопластики представляют собой композиционные гетерогенные материалы, состоящие из полимерной матрицы (связующего) и стеклянных волокон (наполнителя). Свойства их обусловлены свойствами обоих компонентов, природой и прочностью связи между ними. На поверхности раздела стекло-смола образуется межфазный слой, в котором локализуются разнообразные нарущения сплошности поры, капилляры, трещины и т.п. [c.10]

Влияние гидрида на механические свойства урана до сих пор еще окончательно не выяснено, но известно, что при достаточно больших концентрациях гидрид образуется преимущественно в местах несовершенства кристаллической решетки, например, на границе зерен и поверхностях раздела включений и матрицы. Это обстоятельство может привести к возникновению структуры с гидридной сеткой по границам зерен, хотя в большинстве слу- [c.363]

Волокна могут проявлять свойства как обычных дисперсных, так и армирующих наполнителей. Это зависит от размера волокон, соотношения механических показателей полимера и наполнителя и характера взаимодействия на поверхности раздела полимерная матрица — волокно. [c.23]

Химическая реакция. Эта реакция включает образование различных соединений за счет реакции между основным металлом и расплавленным металлом или солью. Если соединения образуют адгезивный, сплошной слой на поверхности раздела, то они приводят к ингибированию (замедлению) происходящей реакции. Если они или не обладают адгезией, или растворяются в жидкой фазе, они не будут оказывать защитных свойств. В некоторых случаях соединения образуются в матрице сплава, например соединения интерметаллидов по границам зерен, и приводят к вредному влиянию несмотря на то, что при этом прямых коррозионных потерь может не наблюдаться. [c.584]

Известно, что всякие напряжения в наполненной системе, приводящие к возникновению неравновесных состояний, отрицательно сказываются на свойствах. Согласно распространенному в настоящее время мнению, любая наполненная система должна рассматриваться как микрогетерогенная трехкомпонентная система, состоящая из наполнителя, полимерной матрицы с неизменными свойствами и пограничного слоя [446, с. 149]. Уделяется большое значение наличию граничного слоя в композиции, который по свойствам существенно отличается от основного материала. Это отличие, каким бы способом компаундирования не создавалась композиция (из расплава, из раствора), связано с конформационной ограниченностью цепей, соприкасающихся с поверхностью. Заторможенность релаксационных процессов на поверхности, а также различие в коэффициентах термического расширения полимера и наполнителя может приводить к возникновению в наполненной системе внутренних напряжений. Следовательно, для физико-механических свойств наполненных полимеров небезразлично, каким образом формируется межфазный полимерный слой, созданы ли при этом условия для релаксации возникающих напряжений. В этом плане метод полимеризационного наполнения, при котором рост макромолекулы происходит на активных центрах поверхности наполнителя, создает более благоприятные условия для лучшей упаковки макромолекул на поверхности, для снижения вероятности возникновения неравновесных процессов на границе раздела фаз. [c.254]

Исходя из этих представлений, можно полагать, что зарождение и формирование полимерного слоя на поверхности твердых частиц наполнителя и, более того, наличие химической связи между наполнителем и полимерной матрицей способствует улучшению прочностных свойств композиционных материалов. Именно химическая связь на границе раздела фаз наполнитель — полимер принимает на себя нагрузку при разрушении материала [449]. При наличии химической связи на границе раздела существенно снижается скорость расслоения, повышается прочность и увеличивается долговечность изделий. [c.255]

В результате влияния перечисленных явлений свойства композиций, такие как релаксационные (судя по изменению Tg и механических потерь), предельная прочность, проницаемость и растворимость могут значительно отклоняться от рассчитанных в предположении резкой границы раздела между наполнителем и матрицей. (Конечно, могут существовать и другие причины отклонения, например взаимодействие и агломерация частиц наполнителя, особенно в случае очень малых частиц, таких как усиливающие сажи — см. разд. 10.3.) Таким образом, при рассмотрении свойств наполненных композиций независимо от удельной поверхности наполнителя всегда необходимо учитывать эффекты, вызванные второй фазой и связанные с взаимодействием между наполнителем и матрицей. [c.372]

Характер взаимодействия смолы с углеродным волокном также неясен [90]. Как было показано в I части обзора [4], в зависимости от вида исходного волокна и условий обработки его поверхности между матрицей и волокном может возникать, химическое или физико-химическое взаимодействие. В то же время в ряде работ содержатся довольно противоречивые сведения. Например, в работе [91] экспериментально обнаружено, что прочность адгезии между графитовым волокном и полимерной матрицей не связана с поверхностной энергией волокна и характеристиками смачивания его поверхности раствором смолы. В работе [92] рассматриваются два подхода к оценке свойств композита первый учитывает характер взаимодействия на границе раздела полимер—волокно, молекулярную структуру границы раздела и величину энергии связи между волокном н [c.168]

Так называемая теория стесненных слоев постулирует, что передача усилия от низкомодульной матрицы к высокомодульным волокнам может быть равномерной и эффективной, если между ними находится межфазный слой с промежуточным модулем упругости [49]. Поскольку экспериментально показано, что частицы наполнителя могут изменять плотность упаковки макромолекул эластичного полимера и уменьшать их подвижность, а следовательно, изменять механические свойства полимера на расстояние до 150 нм от поверхности, эти представления кажутся многообещающими. Был сделан вывод, что аппреты способны уплотнять структуру полимера на границе раздела, оставаясь химически связанными с поверхностью стекла [39]. Однако эти представления трудно увязать с релаксацией напряжений в пограничной области прп компенсации термических усадок [29]. [c.46]

В данном случае интересно оценить изменение удельного расхода йд/йг в зависимости от расстояния г. Величину йд/йг можно получить, разделив обе части уравнения (191) на йг. Легко убедиться, что даже если расплав обладает свойствами ньютоновской жидкости (v = l), полученное выражение не является линейной функцией. Поэтому очевидно, что если изделие шприцуется через матрицу с таким сечением и при этом скорость приема изделия одинакова по всей его ширине, величина расхода с более широкой стороны профиля была бы непропорционально велика. В результате как верхняя, так и нижняя поверхности профиля имели бы выпуклую форму, а отношение толщины профиля у основания к толщине при вершине оказалась бы значительно больше, чем отношение к/кд. Если нужно шприцевать профиль клиновидного сечения, то стенки матрицы со стороны более широкого основания должны быть сделаны выпуклыми. Можно также с целью компенсации сделать матрицу с переменной длиной Ь. [c.314]

Поскольку работа межфазного сдвига зависит от длины волокна, оптимум механических свойств — жесткости, прочности, ударной вязкости — реализуется при более длинных волокнах и более слабой адгезии на границе раздела. При слабой связи может повыситься ударная вязкость композиционного материала также в тех случаях, когда разрушение начинается с матрицы. Так, Кук и Гордон [29] полагают, что когда трещина подходит к границе раздела, она не пересекает далее волокно, а распространяется вдоль поверхности волокна. Интенсивность напряжений в вершине трещины при этом снижается. Такой механизм повышения ударной вязкости, по-видимому, имеет место в полиэфирных стеклопластиках. [c.107]

В принципе, все изложенные в предыдущих главах физико-химические подходы к наполнению справедливы и для полимеров, наполненных полимерными наполнителями, поскольку во всех случаях одним из основных факторов, определяющих физико-механические свойства, является наличие границы раздела наполнитель- матрица. Особенности полимер-полимерных систем заключаются прежде всего в том, что адгезионные явления на границе раздела двух полимерных фаз существенно отличны от явлений на границе полимер-твердое тело (с высокой поверхностной энергией). Полимеры-наполнители и полимерные среды (или связующие), как и все полимерные системы, характеризуются низкими значениями поверхностной энергии, и поэтому смачивание поверхности наполнителя полимерным связующим может быть неполным. В результате этого условия контакта частиц со связующим при формировании системы оказываются хуже, чем в системах с наполнителем, имеющим высокую поверхностную энергию. Это не означает, разумеется, отсутствия адсорбционного взаимодействия и адгезии на границе раздела фаз. [c.196]

Замечено, что небольшие количества органических кислот не только уменьшают подвулканнзацию смесей с оксидом цинка, но и приводят к существенному улучшению свойств получаемых вулканизатов — увеличению сопротивления разрыву, уменьшению шероховатости поверхности экструдатов и т. д. Поскольку кислоты и их цинковые соли, образующиеся при смешении, являются поверхностно-активными веществами, то при смешении они не только распределяются на поверхности дисперсных частиц, но и способствуют их дезагрегации и более равномерному распределению в эластической матрице. При этом увеличивается поверхность раздела каучук — вулканизующий агент и в условиях вулканизации, когда вследствие растворения пленки поверхность освобождается, вулканизация протекает более эффективно. Избыток органической кислоты можно использовать для регенерации вулканизатов [60]. Вулканизат размалывают в крошку на вальцах, добавляют стеариновую кислоту и через короткое время получают пластичную шкурку. Для повторной вулканизации в смесь необходимо ввести определенное количество оксида металла. [c.163]

Волокна. В качестве Н. п. могут применяться как непрерывные, так и рубленые (штапельные) волокна длиной от нескольких десятков мкм до нескольких десятков мм (см. табл. 2). В зависимости от соотношения показателей механических свойств полимера и наполнителя, размеров волокон, а также от характера взаимодействия на поверхности раздела полимерная матрица — волокно последние могут проявлять свойства как обычных дисперсных, так и армирующих наполнителей, упрочняющее действие к-рых весьма значительно вследствие реализации определенной доли прочности наполнителя. Для эффективного армирования термопластов длина волокна должна быть не менее 200 мкм при наполнении реактопла-стов применяют волокна различной длины. Волокнистые наполнители пластмасс позволяют значительно повысить физико-механич. свойства, тепло-, износо-, химстойкость и др. показатели пластмасс. При использовании волокон в виде непрерывных нитей получают изделия с исключительно высокими прочностными показателями (см. Армированные пластики, Стеклопластики). [c.172]

Свойства наполненных пористых систем при нспользовани матрицы данного типа должны зависеть от нескольких факторов от степени пористости, природы пористости (размер, степень взаи мосвязанности пор, форма, распределение по размерам), свойсть полимерного наполнителя, в том числе от его физического со. стояния и природы поверхности раздела наполнитель — матрица [c.280]

Давно известно, что такие системы, как краски, адгезивы и композиционные материалы, могут подвергаться сильному неблагоприятному воздействию окружающей среды, особенно влаги. Вода может оказывать пластифицирующее влияние на матрицу и тем самым изменять ее свойства или, как это происходит наиболее часто, она может атаковать поверхность раздела субстрат — матрица и вызывать ее разрушение [352]. Действительно, основной причиной использования силанов или других аппретов, увеличивающих адгезию смолы к стеклу, является стремление уменьшить чувствительность композиций к влаге [69, 70, 130, гл. 6 и 13, 190, 431, 434, 737—740, 889] более подробно см. обзоры Бэскома [70, 71]. [c.382]

Вода приводит к весьма существенному снижению физико-механических свойств эпоксидных композиционных материалов [8—10]. При этом она может оказывать пластифицирующее влияние на матрицу, изменяя ее свойства, или, как происходит наиболее часто, атаковать поверхность раздела субстрат — матрица, вызывая ее разрушение. Стремление уменьшить чувствительность композиций к влаге является основной причиной использования силанов или других аппретов, увеличивающих адгезию смолы к стеклу [11—13]. Кроме общей тенденции ухудшения физических свойств при воздействии воды могут наблюдаться более сложные специфические эффекты [14—24]. Ди Бенедетто и Вомбах [14] обнаружили, что погружение в воду на короткое время ЭП, наполненных стеклянными шариками, увеличивает их податливость и ударную вязкость, тогда как погружение на длительное время приводит к уменьшению последней. Сложное влияние воды также отметили Мэнсон и Чу [18] при исследовании ЭП, содержащих стеклянные шарики в присутствии воды вторичный релаксационный максимум смещается в сторону более высоких температур (антипластификация), хотя основной максимум сдвигается в сторону более низких температур (пластификация). [c.159]

Свойства наполненных систем, в том числе и СП, не определяются лишь свойствами их компонентов, а в значительной степени зависят от явлений, происходяших на границе раздела связующее—наполнитель. По-видимому, роль аппретирующих добавок проявляется именно в этих участках наполненных систем. Ряд исследователей рассматривает роль аппрета, основываясь на явлении механического обжатия наполнителя связующим и силе трения, возникающей между ними. В самом деле, термический коэффициент линейного расширения а полимерных связующих более чем на порядок превышает а стекла (80-10" — 150-10 по сравнению с 5-10 1/°С), в результате чего после отверждения и охлаждения материала наполнитель оказывается прочно зажатым в полимерной матрице. В этом случае взаимодействие компонентов обусловлено физическими причинами— давлением и трением. Проникающая в материал вода оказывает, по мнению Ландсмана [232], смазывающее действие на поверхность раздела полимер—стекло, уменьшая силу трения между компонентами. Одно из назначений аппрета состоит, таким образом, в ограничении доступа воды к поверхности наполнителя, благодаря чему трение между компонентами не уменьшается столь сильно [232, 233]. С другой стороны, аппрет снижает внутренние напряжения на границе раздела, возникающие при обра-188 [c.188]

Как видно из изложенного выше, гибридные матрицы (смеси линейных полимеров, взаимопроникающие и полувзаимопроникающие сетки) являются самостоятельными полимерными композиционными материалами будучи двухфазными гетерогенными системами с развитой межфазной областью между сосуществующими фазами. Введение волокнистого или дисперсного наполнителя в гибридные матрицы приводит к образованию граничных слоев на поверхности раздела с наполнителем, однако эти граничные слои будут, образованы всеми компонентами гибридной матрицы. Совершенно очевидно, что свойства наполненной гибридной матрицы будут определяться структурой и составом граничных слоев, энергией взаимодействия каждого из компонентов с поверхностью, а в случае дисперсных наполнителей -также и распределением частиц наполнителя между двумя составляющими фазами и в межфазной области. [c.238]

Клеточные мембраны представлены мозаичной моделью, которую предложили С. Дж. Синджер и Г. Л. Николсон [107]. Согласно этой модели, матрица мембраны (рис. 3) — двойной липидный слой из фосфолипидов и гликолипидов — включает белки на поверхности и внутри, действуя как барьер проницаемости. Электропроводность, обеспечиваемая переносом заряженных ионов или электронов, — одно из главных свойств мембраны, так как обусловливает реакции окисления — восстановления, которые протекают на противоположных сторонах поверхности раздела мембрана/вода. Наличие в биомембране цепи переноса электронов обеспечивается белковыми МО- р с. з. Мозаичная модель клеточной мем-лекулами. браны. [c.25]

Теория молекулярного давления - самый старый из принятых сегодня механизмов вредного влияния водорода на механические свойства металлов. Суть его заключается в том, что избыточный водород, обладая ничтожно малой равновесной растворимостью в железе при нормальной температуре, стремится покинуть сплав путем перехода в молекулярное состояние на его поверхности. На достаточной глубине от наружной поверхности может идти выделение избыточного водорода на внутренних поверхностях полостей, таких как поверхность раздела между включением и матрицей сплава. Диффузия водорода и его выделение в молекулярной форме в различного рода пустотах, имеющихся в металле, приводит к снижению его концентрации в объемах, примыкающих к поверхности раздела, что вызывает возобновление диффузии водорода к этим полостям из объема матрицы. Скопление же газообразного водорода во внутренних полостях приводит к росту его давления и увеличению размеров последних. При разработке этой теории впервые отмечена важная роль трехосного растяжения, возникающего вокруг газонаполненных полостей, и приводящего к резкому стеснению пластической деформацйи в этих зонах, облегчая тем самым процесс хрупкого разрушения. [c.35]

Хотя рентгеновский микроанализ может быть определенным и точным, свойства биологических материалов часто приводят к ограничению точности анализа величиной, составляющей +10 отн. % истинного значения. Такая неопределенность обусловлена тем, что биологические материалы являются далеко не идеальными образцами, имеют различную геометрию и шероховатость поверхности, часто для их приготовления используются сомнительные методы, и они могут явиться эффективным источником загрязнений чистой в других отношениях окружающей среды. Другая проблема, специфическая для количествен-lioro анализа биологических систем, заключается в том, что большинство элементов в образце, например углерод, кислород, азот и водород, трудно точно измерять. В отличие от анализа в материаловедении в большинстве случаев использования рентгеновского микроанализа в биологии требуется измерить концентрацию элементов (2>10), содержащихся в малом количестве в плохо известной органической матрице. Следует также напомнить, что рентгеновские спектрометры регистрируют только вышедшее рентгеновское излучение, а оно не всегда полностью соответствует рентгеновскому излучению, генерируемому в образце. Эта проблема усугубляется тем, что в биологических материалах электроны проникают более глубоко, вследствие чего возрастает поглощение генерируемого рентгеновского излучения. Попытки впоследствии скорректировать поглощение затрудняются отсутствием полной характеристики органической матрицы и точных значений массовых коэффициентов поглощения для элементов с низкими атомными номерами. Поэтому центром обсуждения этого раздела являются поправки, которые можно ввести, чтобы сузить разрыв между численными значениями интенсивностей рентгеновского излучения, генерируемого в образце, и регистрируемого и измеряемого. Рассмотрение вопроса, что меряет рентгеновский микроанализатор в биологических системах [179], показывает, что [c.69]

Проведенный в данной монографии анализ структурных изменений, происходящих при взаимодействии полимеров и наполнителей, показывает возможность возникновения в многокомпонентных системах различных уровней микрогетерогенности. В настоящее время еще не установлена роль дополпительной гетерогенности, связанной с присутствием наполнителя, и не исследовано ее влияние на ряд характеристик наполненных полимеров. Можно допустить, например, что уменьшение плотности сетки в граничном слое повышает его эластичность и способствует снижению внутренних напряжений на границе раздела, создавая промежуточный слой между поверхностью и полимерной матрицей. Но гетерогенность может ухудшать другие свойства композиции, например водостойкость. Увеличение дефектности структуры ухудшает механические свойства. Следовательно, задача состоит в более подробном исследовании структурных изменений в граничных слоях и путей их регулирования, что открывает перспективу для устранения слабых граничных слоев, определяющих условия адгезионного разрушения связи полимер — наполнитель. Структурная неоднородность приводит также и к изменению релаксационного спектра. [c.281]

Соосаждение по типу 1.2.2 может происходить при пересыщении материнской фазы относительно нескольких кристаллизантов, но при облегченном образовании центров выделения одного из нр1х. Фаза этого кристаллизанта выделяется первой и становится основной (матрицей). Остальные фазы выделяются в объеме или на поверхности матрицы. Каждая из них может захватывать примесь, как описано в разделе 2.1. Однако характер распределения примеси в системе определится, в основном, взаимным расположением выделяющихся фаз. В зависимостп от расположения фаз захват примеси по типу 1.2.2 можно разделить на два вида захват при образовании новых фаз иа поверхности матрицы и захват при образовании новых фаз в объеме матрицы. Первый вид захвата возможен при значительных различиях в скоростях осаждения основной и остальных фаз, когда второй и последующие кристаллизанты осаждаются после завершения выделения первого. Второй вид захвата должен наблюдаться при меньших различиях в скоростях осаждения крпсталлп-зантов за счет формирования кристаллов новых фаз на поверхности матрицы с последующим замуровыванием этих фаз в ее объеме, а также за счет образования и роста новых фаз непосредственно в объеме матрицы. Первый вид можно распознать по изменению адсорбционных свойств и экзоэлектронной эмиссии матрицы в процессе соосаждения, а также по преимущественному растворению кристаллов новой фазы под действием растворителей. Второй вид можно характеризовать постепенным переходом новой фазы нз осадка в раствор по мере растворения матрицы. [c.34]

Большое число исследований посвящено анализу возможности образования аппретами легко деформируемого слоя между матрицей и наполнителем, снижающего термические напряжения, возникающие при охлаждении матрицы. Теория деформируемых слоев основана на предположении о том, что замасливатели или аппреты образуют на поверхности стекла пластически деформируемую буферную зону [46]. Однако большинство исследователей считает эти представления несостоятельными, так как количество аппрета слишком мало для образования достаточно толстого слоя, обеспечивающего проявление пластичности. Были высказаны также предположения, что аппрет может мигрировач ь с поверхности стекловолокна, изменяя активность некоторых компонентов неотвержден-ного связующего. В отвержденном состоянии структура и свойства полимерной матрицы вблизи границы раздела будут резко отличаться от ее структуры и свойств в объеме [47—48]. При этом возможно образование эластичного межфазного слоя толщиной значительно больше 10 нм, способного снижать термические напряжения. Однако известна высокая чувствительность эластичных полимеров, находящихся на стеклянной поверхности, к отслаиванию под действием влаги, поэтому предполагается, что теория легко деформируемых слоев может быть эффективно применена только для анализа сцепления жестких полимеров с гидрофобными волокнами, такими как графитовые [29]. [c.46]

Прочность адгезионной связи между волокнами и матрицей оказывает решающее влияние на прочность композиций с короткими волокнами. Необходимо добиваться максимальной сдвиговой прочности по границе раздела волокно — полимер. В промышленности стеклопластиков успешно применяются аппреты, способствующие повышению адгезионной прочности стеклянных волокон к полиэфирным и эпоксидным смолам. Физико-химические процессы, протекающие при аппретировании стеклянных волокон, изучены достаточно хорошо [63]. В качестве аппретов обычно используют кремнийорганические соединения, в которых органический радикал совместим с полимерной матрицей. При гидролизе одной или нескольких связей =Si—ОК в молекуле аппрете образуются силанольные группы =51—ОН, способные реагировать с аналогичными группами гидрофильной поверхности стеклянных волокон. Теоретически между стеклом и полимерной матрицей образуются ковалентные связи. Важнейшей особенностью-стеклопластиков с обработанными аппретами стеклянными волокнами является значительно меньшая потеря ими прочности и жесткости при выдержке во влажной среде. Аппреты повышают прочность при изгибе и сдвиге однонаправленных стеклопластиков, однако они оказывают значительно меньший эффект на прочность при растяжении. В полимерных композициях с короткими волокнами использование аппретов целесообразно, если они обеспечивают заметное улучшение их свойств. В полиэфирных и эпоксидных стеклопластиках адгезионная прочность между стеклянным волокном и связующим достаточно высока и без использования аппретов вследствие хорошего смачивания волокон жидкими смолами, однако в термопластах, наполненных волокнами любых типов, значительно труднее добиться хорошего смачиванид волокон полимерами и высокой адгезионной прочности между ними. Большое число исследований проведено по нахождению условий аппретирования стеклянных волокон, вводимых в термопла- [c.97]

Имеется довольно обширная литература, посвященная теплопроводности в гетерогенных средах, появление которой объясняется главным образом технологической важностью применения таких материалов в качестве теплоизоляции. Изоляционные материалы на основе минеральных волокон можно рассматривать как одну из разновидностей композиционных материалов, в которых окружающий воздух играет роль непрерывной матрицы. Вследствие наличия в таких материалах двух фаз — газообразной и твердой— их называют двухфазными материалами. Однако использование такого термина для композиционных материалов, в которых оба компонента находятся в твердом состоянии, оказалось не вполне точным. Само понятие композиционный уже указывает иа присутствие в таком материале более одного компонента и оказывается вполне достаточным для его характеристики. Несмотря па несомненное принципиальное сходство между волокнистыми теплоизоляциоными и композиционными материалами, имеется и существенное различие, оказывающее заметное влияние на свойства, связанные с явлениями переноса в композиционных материалах. В изоляционных материалах непрерывная фаза (воздух или какой-либо другой газ) находится в непосредственном контакте с волокнистым твердым телом. В композиционных материалах конструкционного назначения матрица и армирующий наполнитель приводятся в контакт в процессе формования под действием заданного давления и температуры. Любой дефект, образующийся в процессе формования, например несмачивание части армирующего наполнителя полимерным связующим, присутствие воздушных включений на поверхностях уплотненного волокнистого мата, препятствует равномерному распределению компонентов и в дальнейшем приведет к возникновению сопротивления на границе раздела фаз. Кроме того, очевидно, что в течение определенного периода времени под действием, например, влаги, влияние этих неблагоприятных условий будет увеличиваться. Хотя этот эффект может быть легко обнаружен, поскольку он приводит к ух- пщению механических свойств композиционных материалов, о. зывается, что в литературе отсутствуют какие-либо сведения о его влиянии на тепло- и электропроводность. [c.287]